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银纳米颗粒增强了掺Er3+锗铋酸盐玻璃在2.7μm处的发光
作者: irglass 时间: 2018-05-28 浏览:604 次

    纳米粒子(NP)研究已成为21世纪的先进研究领域。金属纳米颗粒的等离子体特性吸引了国内外研究人员的极大兴趣。通过引入金属纳米颗粒,玻璃基质中的稀土离子的发光效率得到显著改善。同时,铋酸盐玻璃是制造光纤放大器的理想基质,因其具有宽的红外(IR)透射面积,溶解稀土离子的能力强,声子能量低,折射率高的特点。基于这些性质,应该研究锗铋酸盐作为Er3+离子的基质材料。最近,许多人研究了银纳米颗粒对稀土离子掺杂玻璃在可见光和近红外波长下发光性能的影响。然而,很少有人集中研究金属纳米粒子增强中红外(MIR)发光。因此,研究Ag NPs对Er3+掺杂锗铋酸盐玻璃在2.7μm发光处发光性能的影响至关重要。
     近日,本室贾晓蒙研究生、许银生(通讯作者)等人采用熔体淬火法在Er3+和Ag纳米颗粒共掺杂的铋酸盐中将Ag纳米颗粒实现可控析出,分析了Er3+发光增强机理,着重研究了金属Ag NPs对Er3+/Ag共掺杂铋酸盐玻璃(BGN)在2.7μm处的发光影响。结果发现: 吸收光谱显示Ag纳米颗粒的SPR峰值范围为575-590 nm。通过荧光光谱可以看出,当AgCl掺杂浓度为1.5 mol%,Er3+的2.7 μm荧光强度达到最大值,与未掺杂AgCl的玻璃样品相比,荧光强度增强了大约1.6倍,其荧光寿命为0.902ms。Er3+:2.7μm (4I11/ 2→4I13/ 2跃迁)处的最大受激发射截面σem为1.36×10-19cm2。说明该种新型纳米复合材料有望成为激光器,光学显示器和光存储器件的增益介质的潜在选材。该科研成果目前已发表在The Journal of Optical Materials Express,2018, 8, 1625–1632。

图3. BGN2样品的荧光光谱。 (a) 在2.7μm处的荧光光谱; (b) 在527,548和661nm处的荧光光谱; 和(c) 在1.5μm处的荧光光谱图; (d) Er3+离子的能级图。

 

论文链接:https://doi.org/10.1364/OME.8.001625